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Concepto de Campo Eléctrico
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El concepto de Campo es de una gran importancia en Ciencias
y, particularmente en Física.
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La idea consiste en atribuirle propiedades al espacio en vez de
considerar a los verdaderos causantes de los fenómenos que
ocurren en dicho espacio.
Para comprender esto veamos un par de ejemplos:
 Un
campo de temperaturas (Escalar)
 Un campo de velocidades (Vectorial)
 Campo gravitacional (Vectorial)
–
–
Homogéneo
No homogéneo
Concepto de Campo
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Campo de Temperaturas (escalar)
Sala de clases
Termómetro
20º C
P
Estufa
40º C
50º C
70º C
60º C
Líneas de Campo de temperaturas
Puerta
30º C
Concepto de Campo
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La intensidad del Campo de Temperaturas en el
punto P corresponde a lo que mide el termómetro
que está en él.
Es una magnitud escalar puesto que no posee
dirección asociada .
La causa verdadera de que la temperatura de las
isotermas sea 40º C. se debe a la estufa, la
puerta, la temperatura exterior, las dimensiones
de la sala, etc.
Evidentemente no depende del instrumento con
que se mide la Intensidad del Campo de
Temperaturas; es decir, no depende del
Termómetro.
40ºC
P
Concepto de Campo
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Campo de velocidades (vectorial)
Río o corriente de agua
En cada punto el agua se mueve con una velocidad
específica (dirección y módulo)
Concepto de Campo
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Campo gravitacional homogéneo (Es, en realidad un
campo de aceleraciones gravitacionales)
Sala de clases
Todos los puntos de
la sala de clases
tienen la propiedad
de que masas
colocadas en ellos
experimentan la
misma aceleración;
es decir:
g = Cont.
Este Campo gravitacional depende del planeta en que se encuentre la sala de clases.
Concepto de Campo
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Si consideramos el planeta Tierra en su totalidad; entonces el Campo
gravitacional presenta otro aspecto.
GM
g=
r2
Tierra
La intensidad
de campo; g,
depende de M
y r.
Concepto de Campo Eléctrico
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Sea un punto P del espacio.
Para dicho punto se define la Intensidad del Campo
Eléctrico, que designaremos por E, del modo siguiente.
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Coloquemos en dicho punto una carga de prueba q0+.
Si Fe es la fuerza eléctrica que actúa sobre ella (Debido a las
otras cargas eléctricas que existen en el espacio y que
desconocemos), entonces:
F
E= q+
0
Concepto de Campo Eléctrico
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Como se puede ver, el Campo Eléctrico es un campo
vectorial.
Posee, en cada punto, la dirección y sentido de Fe
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Posee la dirección en que actúa la fuerza eléctrica.
Su unidad (M.K.S.) es el Newton / Coulomb.
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No depende ni del valor de la fuerza que se mida ( F) ni
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del valor de la carga de prueba que se use ( q0+) (Del
mismo modo que en el campo de temperaturas no
depende del termómetro).
Concepto de Campo Eléctrico
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Ejemplo: Sea el punto P del espacio.
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¿Cuál será la intensidad de Campo Eléctrico en dicho punto?
P
Concepto de Campo Eléctrico
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Coloquemos en P una carga q0+ = 0.1 Cb.
Supongamos que sobre ella actúa una fuerza eléctrica igual a
Fe = 120 N. en la dirección...
P
q0+ = 0.1 Cb
Concepto de Campo Eléctrico
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Tenemos que E = 120 N / 0,1 Cb = 1200 N/Cb.
En la misma dirección y sentido de Fe; es decir...
F
E= q+
0
P
q0+ = 0.1 Cb
Concepto de Campo Eléctrico
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Hemos calculado la intensidad de Campo Eléctrico (E); pero ¿qué significa?
P
q0+ = 0.1 Cb
Concepto de Campo Eléctrico
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Significa que en el espacio existen otras cargas eléctricas que generan un
campo Eléctrico en él.
Puede existir, por ejemplo una carga positiva Q, o bien....
Q
P
+
Concepto de Campo Eléctrico
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Una carga negativa, o una positiva y una negativa.
muchas cargas que producen el mismo efecto.
Q
Q
P
+
-
Concepto de Campo Eléctrico
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Una carga negativa, o una positiva y una negativa.
muchas cargas que producen el mismo efecto.
Q
Q
+
P
Q
+
-
Líneas de Campo Eléctrico
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En un espacio, en que existe un campo eléctrico, tiene sentido
imaginar líneas por donde acelerarían cargas eléctricas
puntuales q0+ que fueran colocados en ellos.
Estas cargas de pruebas son imaginarias, y su valor no
interesa.
Si en cierto experimento fueran reales, al dejarlas libres en un
espacio en que existe un Campo Eléctrico, las veríamos
acelerar siguiendo trayectorias que nos mostrarían la forma
de dicho campo
Campo Eléctrico (para una carga puntual Q+)
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Se parecen mucho a las líneas del campo gravitacional de un planeta
Q+
q0+
Campo Eléctrico (para una carga puntual Q-)
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Se parecen mucho a las líneas del campo gravitacional de un planeta
Qq0+
Campo Eléctrico (para una carga puntual Q)
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A una Distancia r de una carga eléctrica Q, la intensidad
de Campo Eléctrico (E) es, según la Ley de Coulomb:
q0+
Fe = Ke
Q
Fe
q0
= Ke
E = Ke
Q q0
r2
Q
r2
Q
r2
q0
Campo Eléctrico (para un par de carga
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Q1, Q2)
Las líneas de campo son, si ambas cargas son de signo contrario:
Campo Eléctrico (para un par de carga
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Q1, Q2)
Las líneas de campo son, si ambas cargas son del mismo signo:
¿Qué puede decirse de las cargas?
¿Qué puede decirse de las cargas?